航测成图Word文件下载.docx
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内方位元素系指摄影机主距f和摄影机物镜后节点在像平面的正投影位于框标坐标系中的坐标值（x0,у0）。
这些数值通过对航摄机鉴定得出，故内方位元素总是已知的。
确定摄影光线束在摄影时的空间位置的数据，叫做像片或摄影的外方位元素。
外方位元素有6个数值,包括摄影中心S（图2）在某一空间直角坐标系中的3个坐标值Xs、Ys、Zs和用来确定摄影光线束在空间方位的3个角定向元素,如嗘、ω、k角。
这些外方位元素都是针对着某一个模型坐标系O－XYZ而定义的。
模型坐标系的X坐标轴近似地位于摄影的基线方向，Z坐标轴近似地与地面点的高程方向相符。
在模型坐标系内所建立的立体模型必须在其后经绝对定向的过程才能取得立体模型的正确方位。
像点坐标变换式 图2中，像点ɑ在以摄影中心S为原点，摄影主光轴z坐标轴的像空间坐标系（S-xуz）中的坐标为xɑ、уɑ、zɑ=-f。
此时以S为原点再建立一个辅助坐标系（S-uvw）其中3个坐标轴u、v、w分别与模型坐标的3个坐标轴X、Y、Z相平行。
ɑ点在此辅助坐标系中的坐标设为uɑ、vɑ、wɑ，则其变换关系式为：
R为旋转矩阵,它是由像空间坐标系与辅助坐标系的相应坐标轴间夹角的余弦（称方向余弦）组成，而这些方向余弦都是像片的3个角定向元素的函数。
这是一个重要的基本公式，因为有很多理论公式或作业公式就是在此基础上进一步演化得出的。
例如，在解析摄影测量中有广泛应用的“共线条件方程式”，就是根据它的反算式作进一步演化得出。
相对定向 确定像片对相互位置关系的过程。
模拟法相对定向是在立体测图仪上进行。
其理论基础是使空间所有的同名光线都成对相交。
当同名光线不相交时，则在仪器的观测系统中可以观察到上下视差（常用Q表示）。
上下视差就是两条同名射线在空间不相交时在垂直于摄影基线方向中存在的距离。
此时将投影器作微小的直线移动或转动，就可以消除这个距离。
理论上只要能够在适当分布的5个点处同时消除该点处的上下视差，就认为已经获得在这个立体像对内全部上下视差的消除，从而完成了相对定向，得出立体模型。
相对定向的解析法是在像片上量测各同名像点的像点坐标，例如对左像片为x1、у1,对右像片为x2、у2。
根据同名射线共面条件的理论可以推导出这些量测值与相对定向元素的关系式。
理论上测得5对同名像点的像点坐标值,就能够解算出该像片对的5个相对定向元素。
同名点在左右像片上的纵坐标差（у1-у2）习惯上也称之为上下视差,用符号q表示。
模型的绝对定向 在摄影测量中，相对定向所建立的立体模型常处在暂时的或过渡性的模型坐标系中，而且比例尺也是任意的，因此必须把它变换至地面测量坐标系中，并使符合规定的比例尺，方可测图，这个变换过程称为绝对定向。
绝对定向的数学基础是三维线性相似变换，它的元素有7个：
3个坐标原点的平移值,3个立体模型的转角值和1个比例尺缩放率。
立体观测原理 立体观察的原理是建立人造立体视觉，即将像对上的视差反映为人眼的生理视差后得出的立体视觉（图3）
得到人造立体视觉须具备3个条件:
①由两个不同位置（一条基线的两端）拍摄同一景物的两张像片（称为立体像对或像对）；
②两只眼睛分别观察像对中的一张像片；
③观察时像对上各同名像点的连线要同人的眼睛基线大致平行，而且同名点间的距离一般要小于眼基线（或扩大后的眼基距）。
若用两个相同标志分别置于左右像片的同名像点上，则立体观察时就可以看到在立体模型上加入了一个空间的测标。
为便于立体观察，可借助于一些简单的工具，如桥式立体镜和反光立体镜。
对于那种利用两个投影器把左右像片的影像同时叠合地投影在一个承影面上的情况，可采用互补色原理或偏振光原理进行立体观察，并用一个具有测标的测绘台量测。
（二）航空摄影前的准备工作和实施
1 航摄协议书的拟订
1．1划定需航摄的具体区域范围
1．2规定航摄比例尺
1．3规定航摄像片应达到的质量要求
1．4规定航摄仪类型及焦距、像幅的规格
1．5规定移交成果的方式、内容和期限
应移交的航摄资料包括：
（１）
航摄底片
（２）
接触晒印的航摄像片（份数按合同规定提供，一般为两套）
（３）
像片索引图的底片和像片
（４）
航摄成果质量检查记录和航摄鉴定表
（５）
航摄仪检定记录和数据
（６）
附属仪器记录数据和资料
（７）
各种登记表及其他有关资料
（８）
移交清单
1.6 规定甲、乙双方的责任和费用
2航摄计划的制定和实施
航拍的要求
（1） 对航摄机的性能要求
（2） 对航摄软片的性能要求
（3） 对大气条件的要求
（4） 对飞行技术的要求
3 航摄资料的技术要求及检查验收
（1） 对飞行质量的要求：
（1-1）
对像像片倾斜角的要求
（1-2）
对航摄比例尺的要求
（1-3）
对航高差的要求
（1-4）
对像片重叠度的要求
（1-5）
对航线弯曲度的要求
（1-6）
对像片旋转角的要求
（2） 对摄影质量的检查及验收
（三）航测的外业
一像片控制点联测。
目的：
利用地面控制点把航摄像片与地面联系起来
像片控制点一般是航摄前在地面上布设的标志点，也可选用像片上的明显地物点（如道路交叉点等），用普通测量方法测定其平面坐标和高程。
二像片的调绘
像片调绘，是图像判读、调查和绘注等工作的总称。
在像片上通过判读，用规定的地形图符号绘注地物、地貌等要素；
测绘没有影像的和新增的重要地物；
注记通过调查所得的地名等。
通过像片调绘所得到的像片称为调绘片。
调绘工作可分为室内的、野外的和两者相结合的3种方法。
像片调绘的过程：
１ 准备工作
２ 像片判读
（1）航摄像片上地面目标影像的判读特征
形状特征
大小特征
色调特征
色彩特征
阴影特征
纹理特征
图案结构特征
相关特征
（2）在像片调绘中进行野外判读的经验
（由远到近、由易到难、由总貌到碎部、逐步推移）
选好判读时的站立位置
确定像片方位
判读地物、地貌元素
走路过程中的判读
勤看立体，随时检核
３ 综合取舍
４ 着铅
５ 询问、调查
６ 量测
７ 补测新增地物
８ 清绘
９ 复查
10
接边
像片调绘的要求：
１ 准确性
２ 合理协调性
３ 完整性
４ 统一性
５ 明确、清晰性
（四）航空摄影测量的内业
航测内业工作包括：
测图控制点的加密。
应用航摄像片测绘地形原图，无论是单张像片纠正或立体测图都需要一定的数量的控制点。
在绝大多数的情况下，为了减少外业的工作量，在野外只测定少量必要的地面控制点，而采取在室外内利用像片之间内在的相互联系的几何特性，用摄影测量的方法进行增补，这种在室内应用摄影测量方法借助少量地面控制点求得测图时所需控制点地面坐标的工作，匀称地面控制点的摄影测量加密。
控制点的摄影测量加密是摄影测量的一项主要内容，控制点的摄影测量加密能使用解析空中三角测量。
解析空中三角测量是将建立的投影光束、单元模型或航带模型以至区域模型的数学模型，根据少量地面控制点，按最小二乘法原理进行平差计算，解求出各加密点的地面坐标，解析空中三角测量按加密区域分为单航带法和区域网法两类。
现今的控制点的摄影测量加密使用数字摄影测量。
数字摄影测量是把摄影所获得影像进行数字化或数字化影像，由计算机进行数字处理，从而提供图解的数字的地形图与专题图，数字地面模型、图解的或数字的正射影像等各种产品。
测制地形原图：
数字影像测图使用灰度元素数字化了的航摄像片，利用电子计算机的运算，通过所建立的带有像元素灰度的数字高程模型，形成线划等高线和正射影像地图。
从框图可以看出，建立了数字高程模型，以这个模型为基础可以突现等高线的自动绘制，至于地物的问题是由正射影像图完成的，在数字影像测图中，用数字微分纠正的方法获取正射影像。
现今数字摄影测量主要使用的软件有VirtuoZo，JX—4
VirtuoZo高度程自动化——其影像的内定向、相对定向、相对纠正、影像匹配、建立DEM、绘制等高线、制作正射影像等完全不需人操作，可以进行批处理。
VirtuoZo的应用
VirtuoZo的特点有
*高效率——影像以以相对定向仅需1-2分钟，影像匹配达500点/秒。
*可接全性——由于“交互处理”与“自动化”两种作业方式是分式是分开的，因而系统不会因为无法处理的问题而进行不下去。
*应用面广——能用于1:
5万、1:
1万、1:
1千、1:
500等各种比例尺的数字测图与GIS数据采集。
VirtuoZoNT系统为全数字化摄影测量系统，本系统是利用数字影像或数字化影像完成摄影测量作业，其功能如下：
1、工作流程图
2、输入
数字影像输入：
通过影像数字化设备对航空影像进行数字化，得到相应的数字影像。
可以接受的数据格式有：
TIF、SGI（RGB）、BMP、TGA、SUNUaster、VIT、JFIF/JPEG、BSF格式。
地形信息输入：
已有地形信息（等高线、特征线、点）输入（DXF、美国USGS格式）构三角网并内插矩形格网。
影像外方位元素的输入：
已有影像外方位元素，可直接输入。
3、自动空三量测
自动内定向、自动相对定向、自动选点、自动转点、自动量测、模型连接、构网，半自动控制点量测，用区域网平差计算解求全测区加密点大地坐标。
自动测区内各立体像对模型的参数。
4、内定向（自动空三后无需此项处理）
框标的自动识别与定位。
利用框标检校坐标与定位坐标，计算扫描坐标系与像片坐标系间的变换参数，自动进行内定向。
提供人机交互后处理功能。
5、相对定向（自动空三后无需此项处理）
将左（右）影像分区提取特征点，利用二维相关寻找同名点，计算相对定向参数，自动进行相对定向。
6、绝对定向（自动空三后无需此项处理）
现阶段主要由人工在左（右）影像准确定位控制点，由影像匹配确定同名点，计算绝对定向参数，完成绝对定向。
7、生成核线影像
在用户选定的区域中，按同名核线将影像的灰度予以重新排列，形成按核线方向排列的立体影像。
8、预处理
在自动影像匹配之前，可在立体模型中量测一部分特征点，特征面，作为自动影像匹配的控制。
9、影像匹配
沿核线进行一维影像匹配，确定同名点。
采用金字塔影像数据结构，基于跨接法的松弛法整体影像匹配，高速可靠。
10、匹配结果的显示和编辑（交互编辑）
当自动匹配工作完成后，可对自动匹配结果进行编辑。
在立体模型中可显示视差断面或等视差曲线以便发现粗差，可显示系统认为是不可靠的点。
交互式机助编辑不点、线、面方式。
11、建立DTM/DEM
移动曲面拟合内插DTM。
自动生成精确的数字地面模型DTM（DEM）或被测目标的数字表面模型。
精度：
1/3000-1/5000航高。
12、正射影像的自动制作
采用反解法进行数字纠正，比例尺由参数确定，自动制作正射影像图。
13、自动生成等高线
由DEM自动生成带有注记的等高线图，等高线间隔由参数设定。
14、正射影像和等高线叠合
将等高线数据叠入正射影像文件中，等高线叠合于正射影像，制作带等高线的正射影像图。
15、数字化地物
数字化地物是利用计算机代替解析测图仪、用数字影像代替模拟像片、用数字光标代替光学测标，直接在计算机上对地物进行数字化。
16、影像与立体影像显示
可在屏幕上显示当前数字影像是否清晰，其方位是否正确，查看整个数字影像的完整性。
在屏幕上直接显示真实三维立体影像。
17、景观图或透视图显示
可在屏幕上有直接显示景观图或透视图，真实透视，真实三维模型，其影像可无级缩入，任意角度，人控动画。
18、DEM拼接与正射影像镶嵌
对多个影像模型进行DEM拼接，给出精度信息与误差分布。
对正射影像、等高线叠合正射影像镶嵌。
正射影像镶嵌拼接无缝，色调平滑过度。
19、批处理
对多个模型一起进行多项计算处理，由批处理参数选择模型文件名、处理类型（核线、匹配、DTM/DEM、正射影像、等高线、正射+等高线），系统自动进行批处理。
20、输出
提供灵活的图形图像输出功能，可用各种计算机外设输出线划图、影像图。
可提供的数据格式有以下几种：
*VirtuoZoVetor-DXF,Text,ARC/INFO
*VirtuoZoDEM-Text,DXF
*VirtuoZoContour-Text,DXF
*VirtuoZoImage-TIFF、RGB、BMP、TGA、SUN、JFIF/JPEG
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